模擬電子技術基礎：第24講 電壓比較器

1、第二十四講 電壓比較器一、概述二、單限比較器三、滯回比較器四、窗口比較器五、集成電壓比較器一、概述1. 電壓比較器的功能：比較電壓的大小。 廣泛用于各種報警電路。 輸入電壓是連續(xù)的模擬信號；輸出電壓表示比較的結果，只有高電平和低電平兩種情況。 使輸出產(chǎn)生躍變的輸入電壓稱為閾值電壓。2. 電壓比較器的描述方法 :電壓傳輸特性 uOf(uI)電壓傳輸特性的三個要素：（1）輸出高電平UOH和輸出低電平UOL（2）閾值電壓UT（3）輸入電壓過閾值電壓時輸出電壓躍變的方向3. 幾種常用的電壓比較器（1）單限比較器：只有一個閾值電壓（3）窗口比較器： 有兩個閾值電壓，輸入電壓單調變化時輸出電壓躍變兩次。（

2、2）滯回比較器：具有滯回特性 輸入電壓的變化方向不同，閾值電壓也不同，但輸入電壓單調變化使輸出電壓只躍變一次。回差電壓4、集成運放的非線性工作區(qū)電路特征：集成運放處于開環(huán)或僅引入正反饋。集成運放工作在非線性區(qū)的特點:1) 虛短不成立2) 虛斷仍成立3) 電路只有高低電平兩個穩(wěn)態(tài) uP uN時， uOUOM uP 0 時 uO -UOM; uI 0 時 uO +UOM 集成運放的凈輸入電壓等于輸入電壓，為保護集成運放的輸入端，需加輸入端限幅電路。集成運放的凈輸入電壓最大值為UD輸出限幅電路 為適應負載對電壓幅值的要求，輸出端加限幅電路。UOH UZ1 UD2 UOL( UZ2 UD1)UOH U

3、OL UZUOH UZ UOL UD 不可缺少！輸出限幅電路uO UZ（1）保護輸入端（2）加速集成運放狀態(tài)的轉換電壓比較器的分析方法：（1）寫出 uP、uN的表達式，令uP uN，求解出的 uI即為UT；（2）根據(jù)輸出端限幅電路決定輸出的高、低電平；（3）根據(jù)輸入電壓作用于同相輸入端還是反相輸入端決定輸出電壓的躍變方向。2. 一般單限比較器（1）若要UTURH時，uO1=-uO2= UOM，D1導通，D2截止； uO= UZ。 當uIURH時，uO2=-uO1= UOM，D2導通，D1截止； uO= UZ 。 當URLuI URH時， uO1= uO2= -UOM，D1、D2均截止； uO=

4、 0。五、集成電壓比較器1. 集成電壓比較器的主要特點作用：可將模擬信號轉換成二值信號，即只有高電平和低電平兩種狀態(tài)的離散信號。應用：作為模擬電路和數(shù)字電路的接口電路。特點：比集成運放的開環(huán)增益低，失調電壓大，共模抑制比??；但其響應速度快，傳輸延遲時間短，而且不需外加限幅電路就可直接驅動TTL、CMOS和ECL等集成數(shù)字電路；有些芯片帶負載能力很強，還可直接驅動繼電器和指示燈。按一個器件上所含有電壓比較器的個數(shù)，可分為單、雙和四電壓比較器；按功能，可分為通用型、高速型、低功耗型、低電壓型和高精度型電壓比較器；按輸出方式，可分為普通、集電極（或漏極）開路輸出或互補輸出三種情況。集電極（或漏極）開

5、路輸出電路必須在輸出端接一個電阻至電源?；パa輸出電路有兩個輸出端，若一個為高電平，則另一個必為低電平。2. 集成電壓比較器的分類討論一 已知各電壓比較器的電壓傳輸特性如圖所示，說出它們各為哪種電壓比較器；輸入電壓為5sint (V)，畫出各電路輸出電壓的波形。 你能分別組成具有圖示電壓傳輸特性的電壓比較器電路嗎？同相輸入單限比較器反相輸入滯回比較器窗口比較器討論二：求解圖示各電路的電壓傳輸特性。清華大學 華成英 通過以上三種電壓比較器的分析，可得出如下結論：在電壓比較器中，集成運放多工作在非線性區(qū)，輸出電壓只有高電平和低電平兩種可能的情況。一般用電壓傳輸特性來描述輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關系。電壓傳輸特性的三個要素是輸出電壓的高、低電平，閾值電壓和輸出電壓的躍變方向。輸